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西安石油大學王文珍教授團隊 CEJ：具有持久抗菌和耐紫外老化性能的二氧化碳基聚碳酸酯的綠色制造

2023-11-19 來源：高分子科技

無論從資源利用還是環境保護的角度考慮，CO₂的活化與化學利用研究都具有重要意義，契合“節能減排”的國家重大戰略需求及“綠色可持續發展”的理念。盡管二氧化碳基聚碳酸酯（PPC）的研究已經取得了客觀的進展，但高效低廉催化體系和材料功能化，一直是聚合物合成領域的重大挑戰。

近期，西安石油大學化學化工學院王文珍教授團隊通過引入含有光活性基團的3,3'',4,4''-二苯甲酮四甲酸二酐對二氧化碳基聚碳酸酯進行化學改性，改性后的二氧化碳基聚碳酸酯（PPCB）具有很強的抗紫外線老化能力。在紫外線輻照下還能通過電子躍遷產生活性氧（圖2），使病原體產生氧化應激，導致病原體失活或死亡，從而賦予材料抗菌特性（圖3）。該聚合物材料0-50 μM的濃度范圍內，對小鼠成纖維細胞L929表現為低細胞毒性（圖4），說明PPCB具有良好的細胞相容性和較高的濃度安全閾值。這項研究工作可以有效地防止病原體傳播感染并減少對抗生素的依賴，顯示出了對可持續和循環碳經濟轉型的希望以及應對日益嚴重的病毒感染威脅并保障公眾健康的巨大應用潛力。該工作以“Green fabrication of carbon dioxide-based polycarbonates with durable antimicrobial properties and UV resistance”為題發表在《Chemical Engineering Journal》上（Chemical Engineering Journal 2023, 477, 147107）。文章第一作者是西安石油大學碩士研究生黃慶，通訊作者為西安石油大學化學化工學院王文珍教授。該研究得到了國家自然科學基金委的支持。

該工作是團隊近期關于二氧化碳基聚碳酸酯的精準設計與可控合成研究的最新進展之一。以二氧化碳和環氧丙烷（PO）為原料共聚制得的聚碳酸酯（PPC）由于優異的可降解性引起人們的廣泛關注。但其尚不理想的熱穩定性、力學性能和功能性研究的缺乏，限制了它們在高附加值和功能性產品中的應用范圍。在過去的兩年中，團隊開發出了一系列高效低廉的新型催化劑（Polymer, 2022, 256, 125188）用于二氧化碳的高效轉化并系統探索了PPC催化反應體系的競爭與協同機制，實現聚合物的高效可控合成。“結構決定性質”，通過精密的結構控制來生產滿足各種需求的聚碳酸酯，團隊通過在PPC主鏈骨架中設計引入氯橋酸酐，合成了新型阻燃型二氧化碳基聚碳酸酯（Materials today communications, 2023, 34, 105179）。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147107

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（責任編輯：xu）

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